本實用新型涉及換熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種換熱器用換熱管。

背景技術(shù)：

通常情況下，液體、氣體、固體顆粒、熔融鹽等均可作為換熱器中的傳熱工質(zhì)，使用固體顆粒作為傳熱儲熱工質(zhì)有如下優(yōu)點：可常壓傳輸儲存、能耐受高溫、對接觸的管路及儲存裝置沒有腐蝕性，因此適于使用固體顆粒狀工質(zhì)的換熱器，有著廣泛的應(yīng)用性。

固體顆粒狀工質(zhì)在換熱器的換熱管內(nèi)流動，流經(jīng)換熱管的同時與換熱管進行換熱，換熱管與管外工質(zhì)進行換熱。傳統(tǒng)的換熱管內(nèi)壁是光滑的圓柱面，當(dāng)固體顆粒狀工質(zhì)在換熱管內(nèi)垂直下落時，固體顆粒狀工質(zhì)處于松散的流動狀態(tài)，其與換熱管內(nèi)壁之間處于輕微接觸，甚至分離的狀態(tài)，導(dǎo)致固體顆粒狀工質(zhì)與換熱管之間的換熱熱阻較大，導(dǎo)致?lián)Q熱效率較低。同時固體顆粒狀工質(zhì)在換熱管內(nèi)垂直下落時，由于受重力作用，其下落速度較大，不利于固體顆粒狀工質(zhì)與換熱管的充分換熱。

傳統(tǒng)的換熱管為金屬材質(zhì)，銅或鋁材質(zhì)的換熱管換熱效率高，但硬度低，容易磨損，壽命短；鋼材質(zhì)的換熱管硬度高一些，更耐磨，可是導(dǎo)熱系數(shù)小，換熱效率低。

因此有必要提供一種換熱效率高的，耐高溫的，耐磨且能夠使固體顆粒狀工質(zhì)流動速度可控的換熱管。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種換熱效率高、耐高溫、耐磨且能夠使固體顆粒狀工質(zhì)流動速度可控的換熱管。

根據(jù)本申請的實施例，提供了一種換熱管，其包括陶瓷材質(zhì)的管體，在管體的內(nèi)壁上設(shè)有多個與管體一體成型且為陶瓷材質(zhì)的螺旋片，每個螺旋片的螺旋軸與所述管體的中心軸重合。

優(yōu)選的，多個螺旋片幾何尺寸相同，且多個螺旋片的長度均與所述管體的長度相同。

作為其中一種優(yōu)選方案，螺旋片沿管體內(nèi)徑方向延伸的長度與管體內(nèi)壁半徑相同。螺旋片相互連接到一起，將管體內(nèi)的空間分隔成幾個獨立的空間，隔離后的空間數(shù)量與螺旋片數(shù)量相同。

作為另一種優(yōu)選方案，螺旋片沿管體內(nèi)徑方向延伸的長度L滿足0＜L＜r，其中， r為所述管體內(nèi)壁的半徑。螺旋片沿管體內(nèi)徑方向延伸的長度L小于管體內(nèi)壁的半徑時，各個螺旋片靠近管體中心軸的邊沿互不接觸，管體內(nèi)部是一個整體連通的空間。

進一步優(yōu)選的，在管體的中心軸位置設(shè)有通管，每個螺旋片靠近管體中心軸側(cè)的邊沿與通管的外表面接觸。在管體的中心軸位置設(shè)有通管，可將管體內(nèi)的空間分隔成包括螺旋片與螺旋片之間形成的獨立空間以及通管自身圍成的一個獨立空間。

更進一步優(yōu)選的，所述通管為陶瓷材質(zhì)的通管，所述通管與螺旋片一體成型。

優(yōu)選地，在管體的出口處設(shè)有漸縮管。漸縮管可用以調(diào)節(jié)固體顆粒狀工質(zhì)的流速。

進一步優(yōu)選的，管體的內(nèi)徑為6～20毫米。

優(yōu)選地，多個螺旋片繞管體的中心軸環(huán)形均勻陣列布置，如此設(shè)置可以使得換熱管的周向換熱均勻。

由以上技術(shù)方案可知，本申請采用陶瓷材料制作的管體，并在管體內(nèi)壁上設(shè)置多個螺旋片，管體與螺旋片一體成型。本申請中的換熱管，其內(nèi)壁上設(shè)置的螺旋片一方面能夠增加換熱管與管內(nèi)工質(zhì)的換熱面積，另一方面增大了管體內(nèi)壁與管內(nèi)換熱工質(zhì)的貼緊程度，同時陶瓷材料制作的管體的導(dǎo)熱系數(shù)相比傳統(tǒng)的用于制作換熱管的鋼材更高，且硬度也較高，因此本申請不僅能夠提高換熱管的換熱效率，延長使用壽命，耐磨損，還能夠利用螺旋片的阻礙，使得換熱管具有了調(diào)節(jié)管內(nèi)換熱工質(zhì)流速的功能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為根據(jù)一種優(yōu)選實施例示出的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示換熱管的截面圖；

圖3為根據(jù)另一種優(yōu)選實施例示出的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3所示換熱管的截面圖；

圖5為根據(jù)再一種優(yōu)選實施例示出的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5所示換熱管的截面圖；

圖7為根據(jù)一種優(yōu)選實施例示出的帶有漸縮管的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖示說明：1.管體，2.螺旋片，3.通管，4.漸縮管。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1和圖2為根據(jù)一種優(yōu)選實施例示出的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖及截面圖。如圖1和圖2所示，換熱管包括管體1，在管體1的內(nèi)壁上設(shè)有多個與管體1一體成型的螺旋片2，每個螺旋片2的螺旋軸與管體1的中心軸重合，換熱管為一體成型的實體，管體1和螺旋片2均為陶瓷材質(zhì)。優(yōu)選地，本實施例中的陶瓷材質(zhì)包括但不限于氧化鋁、氮化硅、碳化硅、氮化鋁或氧化鋯。

本申請實施例中的換熱管，采用陶瓷材質(zhì)的管體，且在管體的內(nèi)壁設(shè)置多個陶瓷材質(zhì)的螺旋片。相對于只有內(nèi)壁作為換熱面的換熱器，本申請多個螺旋片增大了換熱管與管體1內(nèi)工質(zhì)接觸的面積，提高了換熱效率。同時，由于螺旋片2的阻礙與導(dǎo)向作用，固體顆粒狀工質(zhì)在管體1內(nèi)穿過的同時，會繞管體中軸線旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力，緊貼著管體1內(nèi)壁下滑，防止固體顆粒狀工質(zhì)處于松散的流動狀態(tài)，從而改善固體顆粒狀工質(zhì)與換熱管的換熱效果，提高換熱效率，而螺旋片通過阻礙固體顆粒狀工質(zhì)的流動，還能有效控制固體顆粒狀工質(zhì)的流速。螺旋片對流經(jīng)換熱管的固體顆粒狀工質(zhì)有攪拌作用，使固體顆粒狀工質(zhì)能均勻的與換熱管進行熱交換，避免了固體顆粒狀工質(zhì)在換熱管內(nèi)受熱不均，進一步提高換熱效率。此外，陶瓷材料制作的管體的導(dǎo)熱系數(shù)相比傳統(tǒng)的用于制作換熱管的鋼材更高，如氧化鋁、氮化硅、碳化硅等，其導(dǎo)熱系數(shù)與鋼材接近，超過25W/m·K，氮化鋁陶瓷的導(dǎo)熱系數(shù)甚至超過220W/m·K，能與鋁材媲美，因此本申請具有較為優(yōu)異的換熱效率；同時，陶瓷材料耐高溫、高溫環(huán)境下硬度高，用于制作的換熱管更耐磨，壽命更長。

作為優(yōu)選方案，本實施例中的多個螺旋片2的長度幾何尺寸相同，且多個螺旋片的長度均與管體的長度相同。

圖3為根據(jù)另一種優(yōu)選實施例示出的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3所示換熱管的截面圖。如圖3和圖4所示，螺旋片2沿管體1內(nèi)徑方向延伸的長度與管體1內(nèi)壁半徑相同，即螺旋片2相互連接到一起。將管體1內(nèi)的空間分隔成幾個獨立的空間，隔開后的空間數(shù)量與螺旋片2數(shù)量相同。該種結(jié)構(gòu)的換熱管內(nèi)，被隔開的空間之間，相互獨立，多種類型的固體顆粒狀工質(zhì)可同時穿行各自的空間通道，不互相干涉，也不混合。

圖5為根據(jù)再一種優(yōu)選實施例示出的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5所示換熱管的截面圖。如圖5或圖6所示，在管體1的中心軸位置設(shè)有通管3，每個螺旋片2靠近管體1中心軸側(cè)的邊沿與通管3的外表面接觸，通管3材質(zhì)亦優(yōu)選采用陶瓷材質(zhì)制作。在管體1的中心軸位置設(shè)有通管3，可將管體1內(nèi)的空間分隔成包括螺旋片2與螺旋片2之間形成的獨立空間以及通管3自身圍成的一個獨立空間。通管3內(nèi)的空間可以走換熱工質(zhì)，使之與通管3外圍通道空間內(nèi)的工質(zhì)進行換熱；或者在通管3內(nèi)設(shè)置傳感器，監(jiān)測其周圍空間內(nèi)工質(zhì)的溫度。

作為進一步優(yōu)選的方案，在管體1的出口處，還可設(shè)置漸縮管4，用以調(diào)節(jié)固體顆粒狀工質(zhì)的流速。圖7為根據(jù)一種優(yōu)選實施例示出的帶有漸縮管的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。由此可知，本實施例中的固體顆粒狀工質(zhì)的流速可通過螺旋片數(shù)量、螺距、變徑、螺旋片厚度、顆粒粒徑及漸縮管的管徑中的一種或多種因素的改變而實現(xiàn)調(diào)節(jié)。

作為進一步優(yōu)選的方案，管體1的內(nèi)徑為6～20毫米。

作為再進一步優(yōu)選的方案，多個螺旋片2繞管體1的中心軸環(huán)形均勻陣列布置，如此設(shè)置可以使得換熱管的周向換熱均勻。

由以上技術(shù)方案可知，本申請在陶瓷材質(zhì)制作的管體內(nèi)壁上設(shè)置多個與管體一體成型的螺旋片，一方面增加了換熱管與管內(nèi)工質(zhì)的換熱面積，另一方面增大了管體內(nèi)壁與管內(nèi)換熱工質(zhì)的貼緊程度，同時還能對管內(nèi)的換熱工質(zhì)進行導(dǎo)流，因此整體上降低了換熱管的換熱熱阻，提高了換熱管的換熱效率；由于螺旋片的阻礙，使得換熱管具有了調(diào)節(jié)管內(nèi)換熱工質(zhì)流速的功能。同時，本申請還具有耐磨的優(yōu)點。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。